Perumusan Masalah Transformasi Gen Kappa(Κ) Carrageenase Pada Rumput Laut Kappaphycus Alvarezii

kappa karagenan dihasilkan dari rumput laut jenis cottonii, iota karagenan dihasilkan dari Eucheuma spinosum, sedangkan lambda karagenan dari Chondrus crispus. Kappa karage nan tersusun dari α1,γ-D-galaktosa-4-sulfat dan 1,4-3,6- anhidro-D-galaktosa. Karagenan juga mengandung D-galaktosa-6-sulfat ester dan 3,6-anhidro-D-galaktosa-2-sulfat ester. Iota karagenan ditandai dengan adanya 4- sulfat ester pada setiap residu D-glukosa dan gugus 2-sulfat ester pada setiap gugus 3,6-anhidro-D-galaktosa. Lambda karagenan berbeda dengan kappa dan iota karagenan, karena memiliki residu disulfat 1-4 D-galaktosa, sedangkan kappa dan iota karagenan selalu memiliki gugus 4-fosfat ester Winarno 1996. Secara alami, dalam tubuh rumput laut, jenis karagenan kappa dibentuk secara enzimatis dari prekursornya oleh enzim sulfohydrolase κ-Carrageenase. Karagenan mu adalah prekursor dari kappa-karagenan Gambar 4. Gambar 4 Struktur kimia dan pembentukan kappa-karagenan dari bentuk sebelumnya mu-karagenan, oleh enzim sulfohydrolase κ-Carrageenase Meta Cyc Pathway: carrageenan biosynthesis 2015 Menurut Doty 1987, rumput laut yang dihasilkan di Indonesia sampai saat ini masih tergolong berkualitas rendah dilihat dari indeks nilainya. Rumput laut standar, memiliki clean anhydrous carrageenan yield CAY atau kandungan karagenan dalam rumput laut bersih dan kering, sebesar 40 sedangkan rumput laut berkualitas rendah memiliki CAY sebesar 30. 2.3 Teknologi Transgenesis Bidang bioteknologi yang sedang mengalami kemajuan luar biasa, kemudian menawarkan solusi modern yaitu ”rekayasa genetika”. Melalui teknik rekayasa genetika dimungkinkan untuk merancang sifat-sifat genetis mahluk hidup versi baru dengan karakteristik yang diinginkan, kombinasi ataupun penggabungan gen antar spesies yang satu dengan spesies yang lain meskipun berbeda kingdom sekalipun jelas dimungkinkan. Teknologi transgenesis adalah teknologi rekayasa gen dengan mentransformasikan satu atau lebih DNA asing ke inang uji dengan tujuan memanipulasi genotipenya ke arah yang lebih baik dan dapat ditransmisikan ke keturunannya Beaumont et al. 2010. Teknik rekayasa genetika yang dikembangkan pada awalnya dimodifikasi untuk pembawa satu sifat tertentu yang diinginkan seperti toleran terhadap herbisida atau antibiotik atau tahan terhadap hama. Dengan prinsip perekayasaan yang sama, tanaman dapat diskenario untuk mampu menghasilkan bahan pangan yang lebih bergizi sehingga dapat meningkatkan kesehatan manusia. Teknologi transgenesis merupakan suatu proses mentransformasi DNA asing ke organisme lain dengan maksud untuk memanipulasi struktur genetiknya Glick Pasternak 2003. Gen yang disisipkan ke dalam genom inang target harus dapat diekspresikan sehingga menghasilkan protein yang diinginkan serta harus stabil diwariskan ke generasi berikutnya. Gen-gen yang diekspresikan pada inang target pada awalnya adalah gen-gen asli dari sumbernya : bakteri, jamur, hewan, namun kebanyakan ekspresi dari gen tersebut di dalam inang sangat rendah. Hal ini antara lain disebabkan oleh penggunaan kodon sinyal peptida yang tidak sesuai. Oleh karena itu modifikasi penggunaan kodon yang sesuai dengan inang target telah umum dilakukan untuk meningkatkan ekspresi gen. Selain itu penambahan enhancer dikombinasikan dengan penggunaan promoter kuat atau promoter spesifik dapat meningkatkan ekspresi gen pada inang. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa apabila gen telah terintegrasi pada genom inang target maka gen tersebut akan stabil diwariskan ke generasi berikutnya. Aplikasi transgenesis pada rumput laut makroalga memperlihatkan potensi besar pada masa mendatang Hallmann 2007; Walker et al. 2005, misalnya untuk peningkatan ketahanan dari cekaman lingkungan dan resistensi terhadap penyakit. Hingga saat ini penelitian transformasi gen pada makroalga telah berhasil dilakukan, antara lain: Porphyra yezoensis Cheney et al. 2001 dan Laminaria japonica Li et al. 2009 menggunakan gen β-glucuronidase GUS; serta Gracilaria dengan gen LacZ Huddy et al. 2012. Pada K. alvarezii telah sukses dilakukan transfomasi gen green fluorescent protein GFP menggunakan promoter berbeda Rajamuddin et al. 2014; gen LacZ Wang et al. 2010; gen PaCS penyandi sitrat sintase Daud et al. 2013; gen lisozim-c Handayani et al. 2014; dan gen metallothionein tipe II Fajriah et al. 2014. Potvin dan Zhang 2010 juga menyebutkan tentang prospek rekombinan protein pada mikroalga transgenik, serta beberapa progres transgenik pada alga lainnya. Alga sebagai sumber gen-gen baru, juga telah banyak diteliti yang nantinya akan diaplikasikan untuk kegiatan transgenesis pada alga, seperti isolasi gen antisalt dan anticadmium dari alga hijau laut Chlamydomonas sp Tanaka et al. 2007. K loning dan uji ekspresi gen-gen ketahanan dari kecaman lingkungan, seperti gen isoenzim SOD superoxide dismutase pada Haematococcus pluvialis Chlorophyceae Wang et al. 2011; k loning gen, analisis ekspresi dan aktivitas gen manganese SOD dari dua strains Gracilaria lemaneiformis Gracilariaceae- Rhodophyta Lu et al. 2012.

2.4 Transformasi Gen dengan Perantara Agrobacterium tumefaciens

Proses transformasi genetik menggunakan perantara A. tumefaciens dijelaskan pada Gambar 5, pada prinsipnya terdiri 8 tahap utama, yaitu: 1 pengenalan dan pelekatan Agrobacterium pada sel inang, 2 pengindraan sinyal tanaman yang spesifik oleh dua komponen sistem transduksi sinyal pada Agrobacterium yaitu VirAVirG, 3 aktivasi gen vir yang memulai proses transfer T-DNA, 4 salinan T –DNA yang akan dipindahkan ke inang diproduksi oleh kerja protein VirD1D2, 5 T-DNA dihantarkan dalam bentuk kompleks VirD2-DNA, bersama-sama dengan beberapa protein vir lainnya ke dalam